《2024年智学酷提优精练九年级物理全一册人教版广东专版》

4.（跨学科实践）几组同学用如图甲所示的电路图，通过不同的方法测量$R_x$的阻值，电源电压恒定，滑动变阻器最大阻值为$R_0$，还有电压表、电流表、电阻箱、导线可以选用。

（1）第一组同学操作步骤如下：
①将单刀双掷开关拨至a位置，在B位置连接电流表；
②调节滑动变阻器滑片，当电压表示数为1.5V时，电流表示数如图乙所示；
③则$R_x$=______Ω。
（2）第二组同学操作步骤如下：
①将单刀双掷开关$S_1$拨至a位置；
②B位置用导线连接，将滑动变阻器滑片调至阻值最小端，闭合开关S，读出此时电压表的示数记为$U_1$；
③______，读出此时电压表示数记为$U_2$；
④则$R_x$=______（用上述已知的物理量符号表示）。
（3）第三组同学操作步骤如下：
①将电阻箱接入A位置，B位置用导线连接，先将单刀双掷开关$S_1$拨至______位置；
②闭合开关S，移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时，记下此时电压表示数为$U_0$；
③断开开关S，将单刀双掷开关$S_1$拨至另一位置；
④闭合开关S，调节______；
⑤读出电阻箱示数为$R_1$，则$R_x$=______（用上述已知的物理量符号表示）。

答案：
(1)③5
(2)③将滑动变阻器的滑片调至阻值最大端④$\frac{U_2R_0}{U_1 - U_2}$
(3)①$a$ ④电阻箱旋钮使电压表示数为$U_0$ ⑤$R_x$
　解析:
(1)③由图乙可知，电流表的示数为0.3 A，则$R_x$的阻值$R_x = \frac{U}{I} = \frac{1.5\ V}{0.3\ A} = 5\ \Omega$。
(2)②B位置用导线连接，将滑动变阻器滑片调至阻值最小端，闭合开关S，此时电路为只有电阻$R_x$的简单电路，电压表测电源电压，电源电压为$U_1$。③将滑动变阻器的滑片调至阻值最大端，读出此时电压表示数记为$U_2$；此时电阻$R_x$与滑动变阻器最大阻值串联，电压表测电阻$R_x$两端的电压。④滑动变阻器两端的电压$U_P = U_1 - U_2$；根据串联电路电流相等可得$\frac{U_1 - U_2}{R_0} = \frac{U_2}{R_x}$，解得$R_x = \frac{U_2R_0}{U_1 - U_2}$。
(3)①将单刀双掷开关$S_1$拨至$a$位置，此时电阻$R_x$与滑动变阻器串联。④闭合开关S，调节电阻箱旋钮使电压表示数为$U_0$；此时滑片位置不动，电阻箱与滑动变阻器串联。⑤根据等效替代法，电阻箱示数即$R_x$的阻值。

5.（信息类试题）在伏安法测电阻的实验中，可以有以下两种测量方法，分别叫内接法和外接法，如图所示，分别为实验电路的一部分。电流表的内阻非常小，约为$R_A = 0.05$ Ω，所以在电学实验中，它的内阻常常忽略不计；电压表的内阻非常大，约为$R_V = 10$ kΩ，连入电路中通过的电流很小，所以在电学实验中通过它的电流常常忽略不计。但在实际测量中这些忽略不计的物理量却使测量结果产生误差。创新实验小组仔细阅读上述材料后，购买了两个定值电阻并向物理老师借来所需器材进行了测量，两个定值电阻的阻值分别为$R_1 = 5$ Ω，$R_2 = 20$ kΩ，若你作为创新实验小组的一员，为了减小实验误差，在测量$R_1 = 5$ Ω的阻值时，请你回答：

（1）此实验中你们选择的恰当方法是______（选填字母）。
A.内接法
B.外接法
（2）用你们选择的方法测得的电阻值比真实值______（选填“偏大”或“偏小”）。

答案：
(1)B　　
(2)偏小
　解析:当电流表内接时，电流表与待测电阻串联后再与电压表并联，故电流测量准确，但电压表所测电压为电流表和待测电阻的电压之和，因此所测电压偏大，由$R = \frac{U}{I}$可得，所测电阻会偏大。当电流表外接时，电压表与待测电阻并联后再与电流表串联，故电压测量准确，但电流表所测电流为电压表和待测电阻的电流之和，因此所测电流偏大，由$R = \frac{U}{I}$可得，所测电阻会偏小。电流表外接和内接都会产生误差，但由于电压表阻值远远大于被测电阻阻值，因此采用外接法时，电流表测量值的误差较小，所以电流表应外接。